(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一本のブレードと、前記少なくとも一本のブレードが取り付けられるハブと、前記ハブに連結される回転シャフトと、前記回転シャフトを軸支する第１軸受及び第２軸受とを有する再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法であって、
前記回転シャフトを鉛直方向に沿って直立させるステップと、
直立した前記回転シャフトがスラストフリー軸受からなる前記第１軸受に挿通されるように、前記第１軸受を第１取付位置まで前記回転シャフトに対して相対移動させるステップと、
前記第１軸受を下方から支えて、前記第１軸受を前記第１取付位置に保持するステップと、
前記第１軸受が前記第１取付位置に保持された状態で、前記第１軸受を前記回転シャフトに組み付けるステップと、
前記第１軸受が前記第１取付位置に保持された状態で、前記第１軸受から上方にスペーサが延びるように、該スペーサの下端部を前記第１軸受に固定するステップと、
直立した前記回転シャフトが前記第２軸受に挿通され、且つ、前記第２軸受が前記スペーサの上端部に当接するように、前記第２軸受を第２取付位置まで前記回転シャフトに対して相対移動させるステップと、
前記第２軸受を前記スペーサの前記上端部に固定するステップと、
前記スペーサの前記上端部に前記第２軸受が固定された状態で、前記第２取付位置において前記第２軸受を前記回転シャフトに組み付けるステップとを備えることを特徴とする再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法。
【請求項２】
直立した前記回転シャフトの下端部には、前記第１軸受の軸受箱に固定されるブレーキキャリパによってブレーキパッドが押し付けられるブレーキディスクが取り付けられており、
前記第１軸受を保持するステップでは、前記ブレーキディスクを介して前記第１軸受の前記軸受箱が下方から支持されることを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法。
【請求項３】
前記スペーサの前記下端部を前記第１軸受に固定するステップでは、インロー嵌合によって、前記回転シャフトの径方向について前記スペーサに対して前記第１軸受を位置決めし、
前記第２軸受を前記スペーサの前記上端部に固定するステップでは、インロー嵌合によって、前記回転シャフトの径方向について前記スペーサに対して前記第２軸受を位置決めすることを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法。
【請求項４】
前記スペーサは、前記第１軸受側に位置する第１円筒部材と、前記第２軸受側に位置する第２円筒部材と、前記第１円筒部材及び前記第２円筒部材間に設けられる環状部材とを含み、
前記スペーサによって連結された前記第１軸受及び前記第２軸受とともに、前記回転シャフトを前記再生エネルギー型発電装置のナセルに据え付けるステップと、
前記回転シャフトを据え付けるステップの後、前記環状部材を前記第１円筒部材及び前記第２円筒部材から取り外し、前記第１円筒部材及び前記第２円筒部材をそれぞれ前記第１軸受と前記第２軸受から離れる方向に前記回転シャフトに沿って動かして、前記第１円筒部材と前記第１軸受間および前記第２円筒部材と前記第２軸受間の前記インロー嵌合を解除することで、前記第１軸受及び前記第２軸受から前記スペーサを取り外すステップをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法。
【請求項５】
前記第１円筒部材及び前記第２円筒部材は、それぞれ、一対のハーフシェルを含み、
前記スペーサを取り外すステップでは、前記インロー嵌合が解除された前記第１円筒部材及び前記第２円筒部材のそれぞれの前記一対のハーフシェルを互いに分離することを特徴とする請求項４に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法。
【請求項６】
前記第１軸受を前記回転シャフトに組み付けるステップにおいて、前記第１軸受の内輪を前記第１取付位置における前記回転シャフトの外周面に嵌装し、
前記第１軸受を保持するステップでは、前記第１軸受の軸受箱に外輪及び転動体を組み付けた第１軸受部品集合体を下方から支えて、前記内輪の周りに前記第１軸受部品集合体を前記第１取付位置に保持することを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法。
【請求項７】
前記回転シャフトの前記第１取付位置には、第１段差が設けられており、
前記第１軸受を前記回転シャフトに組み付けるステップでは、前記第１段差に当接するように第１内輪押えリングを前記回転シャフトの前記外周面に嵌装し、前記第１内輪押えリングに当接するように前記内輪を前記回転シャフトの前記外周面に嵌装し、前記内輪を挟んで前記第１内輪押えリングとは反対側から前記内輪に当接するように第２内輪押えリングを前記回転シャフトの前記外周面に嵌装し、前記第２内輪押えリングを挟んで前記内輪とは反対側から前記第２内輪押えリングに当接するように押えナットを前記回転シャフトの前記外周面に形成されたねじに螺着することを特徴とする請求項６に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法。
【請求項８】
前記第１軸受を前記回転シャフトに組み付けるステップでは、前記第１内輪押えリングの周りに第１シールリングを配置し、該第１シールリングを前記第１軸受の前記軸受箱に取り付けるとともに、前記第２内輪押えリングの周りに第２シールリングを配置し、該第２シールリングを前記第１軸受の前記軸受箱に取り付けることを特徴とする請求項７に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の組付け方法。
【請求項９】
前記第２軸受は、内輪と、転動体と、少なくとも一対の環状ピースに分割された外輪と、軸受箱とを含むテーパころ軸受であり、
前記第２軸受を前記スペーサの前記上端部に固定するステップでは、前記第２軸受の前記軸受箱を前記スペーサの前記上端部に固定し、
前記第２軸受を前記回転シャフトに組み付けるステップでは、前記外輪の前記少なくとも一対の環状ピースのうち前記第１軸受側に位置する第１ピースを前記軸受箱に取り付け、前記転動体及び前記内輪からなる第２軸受部品集合体を前記第２取付位置における前記回転シャフトの外周面に嵌装し、前記外輪の前記少なくとも一対の環状ピースのうち前記第１軸受から遠い側に位置する第２ピースを前記軸受箱に取り付けることを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法。
【請求項１０】
前記回転シャフトの前記第２取付位置には、第２段差が設けられており、
前記第２軸受を前記回転シャフトに組み付けるステップでは、前記第２段差に当接するように第３内輪押えリングを前記回転シャフトの前記外周面に嵌装し、前記第３内輪押えリングに前記内輪が当接するように前記第２軸受部品集合体を前記回転シャフトの前記外周面に嵌装し、前記第２軸受部品集合体を挟んで前記第３内輪押えリングとは反対側から前記内輪に当接するように第４内輪押えリングを前記回転シャフトの前記外周面に嵌装し、前記第４内輪押えリングを挟んで前記第２軸受部品集合体とは反対側から前記第４内輪押えリングに当接するように押えナットを前記回転シャフトの前記外周面に形成されたねじに螺着することを特徴とする請求項９に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法。
【請求項１１】
前記第２軸受を前記回転シャフトに組み付けるステップでは、前記第３内輪押えリングの周りに第３シールリングを配置し、該第３シールリングを前記第２軸受の前記軸受箱に取り付けるとともに、前記第４内輪押えリングの周りに第４シールリングを配置し、該第４シールリングを前記第２軸受の前記軸受箱に取り付けることを特徴とする請求項１０に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の組付け方法。
【請求項１２】
前記スペーサは、前記再生エネルギー型発電装置のナセルへの前記回転シャフトの据え付け後にも残留し、前記再生エネルギー型発電装置の運転時において前記第１軸受と前記第２軸受との連結部材として用いられることを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法。
【請求項１３】
前記スペーサは、前記ナセルに据え付けられた前記回転シャフトを取り囲む円筒形状であり、該回転シャフトの両側において一対の切欠きが形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法。
【請求項１４】
前記第１軸受及び前記第２軸受が前記スペーサによって連結された状態で、前記回転シャフトを前記第１軸受及び前記第２軸受とともに昇降装置によって吊り上げ、前記再生エネルギー型発電装置のナセルに据え付けるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法。
【請求項１５】
前記回転シャフトを前記ナセルに据え付けるステップの後、前記第１軸受の軸受箱の上部と前記第２軸受の軸受箱の上部とを連結フレームで連結するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法。
【請求項１６】
前記第１軸受及び前記第２軸受のそれぞれの軸受箱には、前記第１軸受及び前記第２軸受における転がり面又は滑り面に潤滑油を供給するための内部流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法。
【請求項１７】
少なくとも一本のブレードと、前記少なくとも一本のブレードが取り付けられるハブと、前記ハブに連結される回転シャフトと、前記回転シャフトを軸支する第１軸受及び第２軸受とを有する再生エネルギー型発電装置の軸系の組立てに用いられ、前記回転シャフトを鉛直方向に沿って直立させた状態で、スラストフリー軸受からなる前記第１軸受を下方から支えながら、前記第１軸受及び前記第２軸受を前記回転シャフトに組み付けるための再生エネルギー型発電装置の軸系組立て治具であって、
直立した前記回転シャフトの周りにおいて下方から支持されることで第１取付位置に保持される前記第１軸受に固定される下端部と、
前記第１軸受が前記第１取付位置に保持された状態で、前記軸系組立て治具を挟んで前記第１軸受とは反対側において、前記第２軸受が第２取付位置にて固定される上端部とを備えることを特徴とする再生エネルギー型発電装置の軸系組立て治具。
【請求項１８】
前記第１軸受は、前記下端部と前記第１軸受とのインロー嵌合によって、前記回転シャフトの径方向について前記軸系組立て治具に対して位置決めされ、
前記第２軸受は、前記上端部と前記第２軸受とのインロー嵌合によって、前記回転シャフトの径方向について前記軸系組立て治具に対して位置決めされることを特徴とする請求項１７に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系組立て治具。
【請求項１９】
前記第１軸受側に位置して前記下端部を形成する第１円筒部材と、前記第２軸受側に位置して前記上端部を形成する第２円筒部材との間に着脱自在に設けられる環状部材をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系組立て治具。
【請求項２０】
前記第１円筒部材及び前記第２円筒部材は、それぞれ、分割可能な一対のハーフシェルを含むことを特徴とする請求項１９に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系組立て治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、再生エネルギー型発電装置の軸系組立て方法及び軸系組立て治具に関する。ここで、再生エネルギー型発電装置とは、風、潮流、海流、河流等の再生可能なエネルギーを利用した発電装置であり、例えば、風力発電装置、潮流発電装置、海流発電装置、河流発電装置等を挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の保全の観点から、風力を利用した風力発電装置や、潮流、海流又は河流を利用した発電装置を含む再生エネルギー型発電装置の普及が進んでいる。再生エネルギー型発電装置として、再生エネルギーを受け取るブレードと、ブレードが取り付けられたハブと、ハブに連結される回転シャフトと、回転シャフトの回転エネルギーを電力に変換する発電機とを備えたものが知られている。【０００３】
再生エネルギー型発電装置は、発電効率向上の観点から大型化が進んでおり、回転シャフトに作用する荷重はますます増加する傾向にある。そのため、回転シャフトを一対の軸受によってナセルに支持するようにした再生エネルギー型発電装置が提案されている。
例えば、特許文献１〜８記載の風力発電装置では、ハブに近い前方軸受とハブから遠い後方軸受とを含む一対の軸受を介して、回転シャフトがナセルに支持されている。また、特許文献６〜９には、前方軸受と後方軸受の軸受箱を一体的に設けた構成も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０２６６８０６号明細書
【特許文献２】国際公開第２００９／０８０７１２号
【特許文献３】国際公開第２０１１／０１６１０８号
【特許文献４】米国特許公開第２０１１／０１４３８８０号明細書
【特許文献５】台湾特許出願公開第２０１１２６０６２号明細書
【特許文献６】韓国公開特許第１０−２０１１−００７０６２３号公報
【特許文献７】特開２００９−１９６２５号公報
【特許文献８】欧州特許出願公開第１７８０４０９号明細書
【特許文献９】国際公開第２００７／１１９９５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一対の軸受で回転シャフトを軸支する場合、一方の軸受でスラスト荷重を受け、他方の軸受はスラストフリー軸受としてラジアル荷重のみを受けるように構成することが考えられる。
ところが、スラストフリー軸受の構造上、軸受構成部品（例えばレースや転動体）の軸方向における動きが許容されているから、回転シャフトへの軸受の組付け時にスラストフリー軸受の軸方向における位置が定まらず、軸系の組立て作業を高精度に行うことは困難である。【０００６】
この点、特許文献１〜９には、前方軸受と後方軸受とからなる一対の軸受によって回転シャフトを軸支するようにした風力発電装置が開示されているものの、一方の軸受がスラストフリー軸受である場合に軸系の組立て精度を如何にして向上させるかについての解決策は提示されていない。【０００７】
本発明の少なくとも一実施形態の目的は、スラストフリー軸受を含む一対の軸受によって回転シャフトが軸支される軸系の組立て精度を向上させることができる再生エネルギー型発電装置の軸系組立て方法及び軸系組立て治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の少なくとも一実施形態に係る再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法は、少なくとも一本のブレードと、前記少なくとも一本のブレードが取り付けられるハブと、前記ハブに連結される回転シャフトと、前記回転シャフトを軸支する第１軸受及び第２軸受とを有する再生エネルギー型発電装置の軸系の組立て方法であって、前記回転シャフトを鉛直方向に沿って直立させるステップと、直立した前記回転シャフトがスラストフリー軸受からなる前記第１軸受に挿通されるように、前記第１軸受を第１取付位置まで前記回転シャフトに対して相対移動させるステップと、前記第１軸受を下方から支えて、前記第１軸受を前記第１取付位置に保持するステップと、前記第１軸受が前記第１取付位置に保持された状態で、前記第１軸受を前記回転シャフトに組み付けるステップと、前記第１軸受が前記第１取付位置に保持された状態で、前記第１軸受から上方にスペーサが延びるように、該スペーサの下端部を前記第１軸受に固定するステップと、直立した前記回転シャフトが前記第２軸受に挿通され、且つ、前記第２軸受が前記スペーサの上端部に当接するように、前記第２軸受を第２取付位置まで前記回転シャフトに対して相対移動させるステップと、前記第２軸受を前記スペーサの前記上端部に固定するステップと、前記スペーサの前記上端部に前記第２軸受が固定された状態で、前記第２取付位置において前記第２軸受を前記回転シャフトに組み付けるステップとを備えることを特徴とする。
なお、本明細書における“スラストフリー軸受”は、滑り軸受と、転動体とレースとの間、あるいは、レースと軸又は軸受箱との間で軸方向の所定範囲内の滑りを許容するあらゆる種類の転がり軸受とを含む。【０００９】
上記軸系の組立て方法によれば、回転シャフトを直立した状態で第１軸受及び第２軸受の組付けを行うので、大径の回転シャフトであっても、軸受組み付け作業を効率的に進めることができる。また、直立した回転シャフトに第１軸受（スラストフリー軸受）を組み付ける際、第１軸受を下方から支えて第１取付位置に保持することで、第１軸受の回転シャフトへの組付け作業を高精度に行うことができる。さらに、第１取付位置に保持された第１軸受に下端部が固定されたスペーサの上端部に第２軸受を固定し、第２軸受を第２取付位置にて回転シャフトに組み付けるため、第１軸受に対する第２軸受の相対的な位置が高精度に定まる。【００１０】
幾つかの実施形態では、直立した前記回転シャフトの下端部には、前記第１軸受の軸受箱に固定されるブレーキキャリパによってブレーキパッドが押し付けられるブレーキディスクが取り付けられており、前記第１軸受を保持するステップでは、前記ブレーキディスクを介して前記第１軸受の前記軸受箱が下方から支持される。
これにより、ブレーキディスクを利用して第１軸受の軸受箱を下方から支持することで、第１軸受を第１取付位置に保持することができる。【００１１】
幾つかの実施形態では、前記スペーサの前記下端部を前記第１軸受に固定するステップでは、インロー嵌合によって、前記回転シャフトの径方向について前記スペーサに対して前記第１軸受を位置決めし、前記第２軸受を前記スペーサの前記上端部に固定するステップでは、インロー嵌合によって、前記回転シャフトの径方向について前記スペーサに対して前記第２軸受を位置決めする。
回転シャフトを軸支する第１軸受及び第２軸受の芯がずれていると、予定しない方向の荷重成分が軸受に加わることになり、軸受寿命の極端な減少を招く可能性がある。この点、スペーサとのインロー嵌合によって、第１軸受及び第２軸受をそれぞれスペーサに対して回転シャフトの径方向について位置決めすることで、第１軸受と第２軸受の芯合わせが可能となり、第１軸受及び第２軸受の芯ズレに起因した軸受寿命の極端な減少を防止できる。【００１２】
幾つかの実施形態では、前記スペーサは、前記第１軸受側に位置する第１円筒部材と、前記第２軸受側に位置する第２円筒部材と、前記第１円筒部材及び前記第２円筒部材間に設けられる環状部材とを含み、前記軸系の組立て方法は、前記スペーサによって連結された前記第１軸受及び前記第２軸受とともに、前記回転シャフトを前記再生エネルギー型発電装置のナセルに据え付けるステップと、前記回転シャフトを据え付けるステップの後、前記環状部材を前記第１円筒部材及び前記第２円筒部材から取り外し、前記第１円筒部材及び前記第２円筒部材をそれぞれ前記第１軸受と前記第２軸受から離れる方向に前記回転シャフトに沿って動かして、前記第１円筒部材と前記第１軸受間および前記第２円筒部材と前記第２軸受間の前記インロー嵌合を解除することで、前記第１軸受及び前記第２軸受から前記スペーサを取り外すステップをさらに備える。
このように、スペーサによって第１軸受及び第２軸受が連結されたまま、回転シャフトを第１軸受及び第２軸受とともにナセルに据え付けることで、回転シャフトのナセルへの据え付け後においても、スペーサとのインロー嵌合によって第１軸受と第２軸受との同心を維持できる。また、第１円筒部材、第２円筒部材及び環状部材を含むスペーサを採用することで、回転シャフトのナセルへの据え付け後においても、第１軸受及び第２軸受とスペーサとのインロー嵌合を解除し、スペーサを容易に取り外すことができる。【００１３】
幾つかの実施形態において、前記第１円筒部材及び前記第２円筒部材は、それぞれ、一対のハーフシェルを含み、前記スペーサを取り外すステップでは、前記インロー嵌合が解除された前記第１円筒部材及び前記第２円筒部材のそれぞれの前記一対のハーフシェルを互いに分離する。
このように、インロー嵌合を解除した後の第１円筒部材及び第２円筒部材をそれぞれハーフシェルに分離することで、スペーサの取り外しがより一層容易になる。【００１４】
幾つかの実施形態では、前記第１軸受を前記回転シャフトに組み付けるステップにおいて、前記第１軸受の内輪を前記第１取付位置における前記回転シャフトの外周面に嵌装し、前記第１軸受を保持するステップでは、前記第１軸受の軸受箱に外輪及び転動体を組み付けた第１軸受部品集合体を下方から支えて、前記内輪の周りに前記第１軸受部品集合体を前記第１取付位置に保持する。また、前記回転シャフトの前記第１取付位置には、第１段差が設けられており、前記第１軸受を前記回転シャフトに組み付けるステップでは、前記第１段差に当接するように第１内輪押えリングを前記回転シャフトの前記外周面に嵌装し、前記第１内輪押えリングに当接するように前記内輪を前記回転シャフトの前記外周面に嵌装し、前記内輪を挟んで前記第１内輪押えリングとは反対側から前記内輪に当接するように第２内輪押えリングを前記回転シャフトの前記外周面に嵌装し、前記第２内輪押えリングを挟んで前記内輪とは反対側から前記第２内輪押えリングに当接するように押えナットを前記回転シャフトの前記外周面に形成されたねじに螺着する。
これにより、第１取付位置にて第１軸受を回転シャフトに容易に組み付けることができる。
なお、前記第１軸受を前記回転シャフトに組み付けるステップでは、前記第１内輪押えリングの周りに第１シールリングを配置し、該第１シールリングを前記第１軸受の前記軸受箱に取り付けるとともに、前記第２内輪押えリングの周りに第２シールリングを配置し、該第２シールリングを前記第１軸受の前記軸受箱に取り付けてもよい。【００１５】
幾つかの実施形態では、前記第２軸受は、内輪と、転動体と、少なくとも一対の環状ピースに分割された外輪と、軸受箱とを含むテーパころ軸受であり、前記第２軸受を前記スペーサの前記上端部に固定するステップでは、前記第２軸受の前記軸受箱を前記スペーサの前記上端部に固定し、前記第２軸受を前記回転シャフトに組み付けるステップでは、前記外輪の前記少なくとも一対の環状ピースのうち前記第１軸受側に位置する第１ピースを前記軸受箱に取り付け、前記転動体及び前記内輪からなる第２軸受部品集合体を前記第２取付位置における前記回転シャフトの外周面に嵌装し、前記外輪の前記少なくとも一対の環状ピースのうち前記第１軸受から遠い側に位置する第２ピースを前記軸受箱に取り付ける。また、前記回転シャフトの前記第２取付位置には、第２段差が設けられており、前記第２軸受を前記回転シャフトに組み付けるステップでは、前記第２段差に当接するように第３内輪押えリングを前記回転シャフトの前記外周面に嵌装し、前記第３内輪押えリングに前記内輪が当接するように前記第２軸受部品集合体を前記回転シャフトの前記外周面に嵌装し、前記第２軸受部品集合体を挟んで前記第３内輪押えリングとは反対側から前記内輪に当接するように第４内輪押えリングを前記回転シャフトの前記外周面に嵌装し、前記第４内輪押えリングを挟んで前記第２軸受部品集合体とは反対側から前記第４内輪押えリングに当接するように押えナットを前記回転シャフトの前記外周面に形成されたねじに螺着する。
これにより、第２取付位置にて第２軸受を回転シャフトに容易に組み付けることができる。
前記第２軸受を前記回転シャフトに組み付けるステップでは、前記第３内輪押えリングの周りに第３シールリングを配置し、該第３シールリングを前記第２軸受の前記軸受箱に取り付けるとともに、前記第４内輪押えリングの周りに第４シールリングを配置し、該第４シールリングを前記第２軸受の前記軸受箱に取り付けてもよい。【００１６】
幾つかの実施形態では、前記スペーサは、前記再生エネルギー型発電装置のナセルへの前記回転シャフトの据え付け後にも残留し、前記再生エネルギー型発電装置の運転時において前記第１軸受と前記第２軸受との連結部材として用いられる。
これにより、第１軸受と第２軸受とがスペーサによって互いに連結され、各軸受の軸受箱がスペーサによって拘束される。そのため、再生エネルギー型発電装置の運転時において再生エネルギー源からの複雑な荷重及びモーメントが回転シャフトに入力されても、スペーサの働きによって軸受間の同心を維持できる。【００１７】
幾つかの実施形態において、前記スペーサは、前記ナセルに据え付けられた前記回転シャフトを取り囲む円筒形状であり、該回転シャフトの両側において一対の切欠きが形成されている。
これにより、ナセルへの回転シャフトの据え付け後にもスペーサを連結部材として残留させる場合であっても、スペーサの切欠きによって形成された空間を種々の用途（例えばクレーン等の昇降装置を用いた部品の吊り下し作業）で利用できるようになる。【００１８】
幾つかの実施形態において、前記軸系の組立て方法は、前記第１軸受及び前記第２軸受が前記スペーサによって連結された状態で、前記回転シャフトを前記第１軸受及び前記第２軸受とともに昇降装置によって吊り上げ、前記再生エネルギー型発電装置のナセルに据え付けるステップをさらに備える。
回転シャフトは、水平方向に対して所定の角度（チルト角）をなすように傾斜してナセルに据え付けられることが多い。この場合、回転シャフトをナセルに据え付ける際、軸受箱に設けられたアイボルト等を用いて昇降装置（例えばクレーン）で回転シャフトを吊り上げると、チルト角に対応した回転シャフトの軸方向の分力が第１軸受（スラストフリー軸受）に作用してしまい、第１軸受が動いてしまったり、第１軸受が損傷を受けたりする可能性がある。この点、上述のように、スペーサによって第１軸受及び第２軸受を連結した状態で回転シャフトの吊り上げ作業を行うことで、第１軸受の位置ズレや損傷を防止できる。【００１９】
幾つかの実施形態では、前記軸系の組立て方法は、前記回転シャフトを前記ナセルに据え付けるステップの後、前記第１軸受の軸受箱の上部と前記第２軸受の軸受箱の上部とを連結フレームで連結するステップをさらに備える。
これにより、第１軸受の軸受箱と第２軸受の軸受箱とが連結フレームによって互いに連結され、各軸受の軸受箱が連結フレームによって拘束される。そのため、再生エネルギー型発電装置の運転時において再生エネルギー源からの複雑な荷重及びモーメントが回転シャフトに入力されても、連結フレームの働きによって軸受間の同心を維持できる。【００２０】
なお、前記第１軸受及び前記第２軸受のそれぞれの軸受箱には、前記第１軸受及び前記第２軸受における転がり面又は滑り面に潤滑油を供給するための内部流路が形成されていてもよい。【００２１】
本発明の少なくとも一実施形態に係る再生エネルギー型発電装置の軸系組立て治具は、少なくとも一本のブレードと、前記少なくとも一本のブレードが取り付けられるハブと、前記ハブに連結される回転シャフトと、前記回転シャフトを軸支する第１軸受及び第２軸受とを有する再生エネルギー型発電装置の軸系の組立てに用いられ、前記回転シャフトを鉛直方向に沿って直立させた状態で、スラストフリー軸受からなる前記第１軸受を下方から支えながら、前記第１軸受及び前記第２軸受を前記回転シャフトに組み付けるための再生エネルギー型発電装置の軸系組立て治具であって、直立した前記回転シャフトの周りにおいて下方から支持されることで第１取付位置に保持される前記第１軸受に固定される下端部と、前記第１軸受が前記第１取付位置に保持された状態で、前記軸系組立て治具を挟んで前記第１軸受とは反対側において、前記第２軸受が第２取付位置にて固定される上端部とを備える。【００２２】
上記軸系組立て治具によれば、第１取付位置に保持された第１軸受（スラストフリー軸受）に下端部が固定された軸系組立て治具の上端部に第２軸受を固定し、第２軸受を第２取付位置にて回転シャフトに組み付けることが可能になる。よって、直立した状態の回転シャフトに第１軸受及び第２軸受を組み付けるに際して、第１軸受に対する第２軸受の相対的な位置を高精度に定めることができる。【００２３】
幾つかの実施形態では、前記第１軸受は、前記下端部と前記第１軸受とのインロー嵌合によって、前記回転シャフトの径方向について前記軸系組立て治具に対して位置決めされ、前記第２軸受は、前記上端部と前記第２軸受とのインロー嵌合によって、前記回転シャフトの径方向について前記軸系組立て治具に対して位置決めされる。
このように、第１軸受及び第２軸受をそれぞれ軸系組立て治具に対して回転シャフトの径方向について位置決めすることで、第１軸受と第２軸受の芯合わせが可能となり、第１軸受及び第２軸受の芯ズレに起因した軸受寿命の極端な減少を防止できる。【００２４】
幾つかの実施形態では、前記軸系組立て治具は、前記第１軸受側に位置して前記下端部を形成する第１円筒部材と、前記第２軸受側に位置して前記上端部を形成する第２円筒部材との間に着脱自在に設けられる環状部材を備える。
これにより、第１軸受及び第２軸受を回転シャフトに組み付けたまま、第１軸受及び第２軸受とスペーサとのインロー嵌合を解除し、スペーサを容易に取り外すことができる。【００２５】
また、前記第１円筒部材及び前記第２円筒部材は、それぞれ、分割可能な一対のハーフシェルを含んでいてもよい。
これにより、インロー嵌合を解除した後の第１円筒部材及び第２円筒部材をそれぞれハーフシェルに分離することで、スペーサの取り外しがより一層容易になる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、回転シャフトを直立した状態で第１軸受及び第２軸受の組付けを行うので、大径の回転シャフトであっても、軸受組み付け作業を効率的に進めることができる。また、直立した回転シャフトに第１軸受（スラストフリー軸受）を組み付ける際、第１軸受を下方から支えて第１取付位置に保持することで、第１軸受の回転シャフトへの組付け作業を高精度に行うことができる。さらに、第１取付位置に保持された第１軸受に下端部が固定されたスペーサの上端部に第２軸受を固定し、第２軸受を第２取付位置にて回転シャフトに組み付けるため、第１軸受に対する第２軸受の相対的な位置が高精度に定まる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一実施形態に係る風力発電装置の全体構成の概略を示す図である。
【図２】一実施形態に係る風力発電装置のナセル内部の構成例を示す斜視図である。
【図３】図２に示す風力発電装置の軸系の側面図である。
【図４】図３に示す軸系の断面図である。
【図５】図４における符号Ａで示した領域の拡大図である。
【図６】図４における符号Ｂで示した領域の拡大図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態における回転シャフトへの第１軸受の組付け手順を示す図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態におけるスペーサの第１軸受への固定手順を示す図である。
【図９】スペーサと第１軸受との間のインロー嵌合部を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態における回転シャフトへの第２軸受の組付け手順を示す図である。
【図１１】スペーサと第２軸受との間のインロー嵌合部を示す図である。
【図１２】第１軸受及び第２軸受を組み付けた回転シャフトをナセルに設置する様子を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｃ）は、一対の軸受箱からスペーサを取り外す手順を示す図である。
【図１４】一対の軸受箱間を連結フレームを備えた風力発電装置のナセル内部構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、実施形態として以下に記載され、あるいは、実施形態として図面で示された構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２９】
以下、本発明の実施形態に係る軸系の組立て方法の対象である再生エネルギー型発電装置について述べた後、その軸系の組立て方法について説明する。
なお、ここでは、再生エネルギー型発電装置の一例として風力発電装置について述べるが、本発明の実施形態に係る軸系の組立て方法は潮流発電装置、海流発電装置、河流発電装置等の他の再生エネルギー型発電装置にも適用できる。
【００３０】
図１は、一実施形態に係る風力発電装置の全体構成の概略を示す図である。図２は、一実施形態に係る風力発電装置のナセル内部の構成例を示す斜視図である。図３は、図２に示す風力発電装置の軸系の側面図である。図４は、図３に示す軸系の断面図である。図５は、図４における符号Ａで示した領域の拡大図である。図６は、図４における符号Ｂで示した領域の拡大図である。
【００３１】
図１に示すように、風力発電装置１は、少なくとも一本のブレード２及びハブ４で構成されるロータ３と、ハブ４に連結される回転シャフト６と、電力を生成する発電機１６と、回転シャフト６の回転エネルギーを発電機１６に伝えるドライブトレイン１０とを備える。
なお、回転シャフト６を含む種々の機器は、水上又は地上に立設されたタワー８の上に設置されたナセル３０に収納され、ナセル３０のナセルカバー３０Ｂによって覆われていてもよい。また、ハブ４は、ハブカバー５によって覆われていてもよい。
【００３２】
幾つかの実施形態では、ドライブトレイン１０は、図１に示すように、回転シャフト６に取り付けられた油圧ポンプ１２と、高圧油ライン１３及び低圧油ライン１５を介して油圧ポンプ１２に接続される油圧モータ１４とを含んで構成される。油圧ポンプ１２は、回転シャフト６によって駆動されて作動油を昇圧し、高圧の作動油（圧油）を生成する。油圧ポンプ１２の出口は、高圧油ライン１３を介して油圧モータ１４の入口に接続されている。そのため、油圧ポンプ１２で生成された圧油は高圧油ライン１３を介して油圧モータ１４に供給され、この圧油によって油圧モータ１４が駆動される。油圧モータ１４で仕事をした後の低圧の作動油は、油圧モータ１４の出口と油圧ポンプ１２の入口との間に設けられた低圧油ライン１５を経由して、油圧ポンプ１２に再び戻される。また、油圧モータ１４の出力軸は発電機１６の回転シャフトに接続されており、油圧モータ１４の回転が発電機１６に入力されるようになっている。
なお、油圧ポンプ１２、油圧モータ１４及び発電機１６の個数は特に限定されず、それぞれ、少なくとも一つあればよい。
【００３３】
一実施形態では、ドライブトレイン１０及び発電機１６は、ナセル３０内に設置される。
図２に示す例示的な実施形態では、ナセル３０は、各軸受２０，２２の軸受箱２１，２３を支持するナセル台板３０Ａと、ナセル台板３０Ａ上に載置された各種機器を覆うナセルカバー３０Ｂと、ナセルカバー３０Ｂが固定されるナセルフレーム３０Ｃとを含んでいる。ナセル台板３０Ａは例えば球状黒鉛鋳鉄や強靭鋳鉄等の鋳造鋼（ｃａｓｔ  ｓｔｅｅｌ）で構成される。
回転シャフト６の端部には、油圧ポンプ１２が取り付けられている。また回転シャフト６の両側に、一対の機器設置台４６が設けられており（ただし、図２には手前側の機器設置台４６のみ示している。）、各機器設置台４６には一対の油圧モータ１４と一台の発電機１６とが設置されている。機器設置台４６は、ナセル台板３０Ａ及びこれに組み付けたナセルフレーム３０Ｃによって支持されている。
【００３４】
回転シャフト６は、図１〜４に示すように、第１軸受２０及び第２軸受２２を介してナセル３０に回転自在に支持される。第１軸受２０はハブ４側に位置し、第２軸受２２は第１軸受２０よりもハブ４から遠くに位置する。幾つかの実施形態では、各軸受２０，２２の軸受箱２１，２３は、ナセル３０のナセル台板３０Ａによって支持されるとともに、円筒状の連結部材４０によって互いに連結される。
なお、連結部材４０には、回転シャフト６の両側において一対の切欠き４２が形成されていてもよい。この切欠き４２によって形成される空間は、種々の用途（例えばクレーン等の昇降装置を用いた部品の吊り下し作業）で利用可能である。
【００３５】
また、第１軸受２０の軸受箱２１には少なくとも一つのブレーキキャリパ２７が直接的又は間接的に固定されている。ブレーキキャリパ２７は、回転シャフト６のフランジ部とともにハブ４に共締めされたブレーキディスク２８にブレーキパッドを押し付けて、ロータ３及び回転シャフト６に制動力を付与するようになっている。
【００３６】
一実施形態において、回転シャフト６は、図３及び４に示すように、第１軸受２０の取付位置（第１取付位置）周辺の領域に比べて、第２軸受２２の取付位置（第２取付位置）周辺の領域の方が小径である。言い換えると、回転シャフト６は、第１取付位置周辺の領域から第２取付位置周辺の領域に向かって縮径されている。
回転シャフト６を一対の軸受２０，２２により軸支する場合、第１軸受２０の方が第２軸受２２に比べてハブ４に近いために大きな荷重が加わることになる。そこで、第１取付位置周辺の領域側から第２取付位置周辺の領域側に向かって回転シャフト６を縮径させることで、第２軸受２２よりも大きな体格の第１軸受２０を採用して、第１軸受２０の耐久性を向上させることができる。また、第２取付位置周辺の領域の回転シャフト６が比較的小径になり、回転シャフト６の重量を軽減するとともに、第２軸受２２を軽量化・コンパクト化できる。
【００３７】
また、第１取付位置周辺の領域には、第１軸受２０の内輪のハブ４側への移動を規制するための第１段差６Ａが設けられている。同様に、第２取付位置周辺の領域には、第２軸受２２の内輪のハブ４側への移動を規制するための第２段差６Ｂが設けられている。
なお、第２段差６Ｂを形成するために回転シャフト６の外周面が隆起しており、この隆起部分において、回転シャフト６の直径が若干大きくなっている。この隆起部分における回転シャフト６の直径は、第１軸受２０の内輪よりも小径に設定される。これにより、第１軸受２０、第２軸受２２の順に回転シャフト６のハブ４から遠い側の端部から嵌めていく軸受組み付け手法が採用可能になる。
【００３８】
幾つかの実施形態では、第１軸受２０は、図５に示すように、回転シャフト６の外周に嵌装される内輪５０、軸受箱２１の内周に嵌装される外輪５１、および、内輪５０と外輪５１との間に設けられる転動体５２を含んで構成される。なお、内輪５０、外輪５１及び軸受箱２１は、いずれも、周方向に連続したリング状であり、所謂シームレス構造である。
図５に示す例示的な実施形態では、第１軸受２０は、円筒ころからなる転動体５２が外輪５１に設けられた溝に嵌合し、外輪５１に対する転動体５２の軸方向位置は規制されているものの、転動体５２が内輪５０に対して軸方向に動きうる円筒ころ軸受（“スラストフリー軸受”の一例）である。
【００３９】
また、図５に示す例示的な実施形態では、第１軸受２０の内輪５０の両側には、一対の内輪押えリング（５３Ａ，５３Ｂ）が設けられる。すなわち、内輪５０は、ハブ４に近い側に位置する第１内輪押えリング５３Ａと、ハブ４から遠い側に位置する第２内輪押えリング５３Ｂとの間に挟まれるように配置される。
第１内輪押えリング５３Ａは、回転シャフト６に設けられた第１段差６Ａに当接するように回転シャフト６に嵌装される。また、第２内輪押えリング５３Ｂを挟んで内輪５０とは反対側には、回転シャフト６の外周に形成された雄ねじに螺合する雌ねじを有する押えナット５４が配置される。そのため、内輪５０は、第２内輪押えリング５３Ｂを介して内輪５０に伝わる押えナット５４の締め付け力によって、第１段差６Ａに当接した第１内輪押えリング５３Ａ側に押し付けられ、内輪５０の軸方向位置が規制される。なお、押えナット５４による締め付け力の代わりに、例えばシュリンクディスクによる締め付け力を利用して内輪５０の軸方向位置を規制してもよい。
一方、第１軸受２０の外輪５１は、回転シャフト６の外周面に沿って軸受箱２１から径方向内方に突出するように凸部２１Ａと、軸受箱２１に取り付けられる外輪押え板５５とで挟まれることで軸方向位置が規制されるようになっている。
【００４０】
第１軸受２０の軸受箱２１には、第１軸受２０における内輪５０又は外輪５１と転動体５２との間の転がり接触面に潤滑油を供給するための内部流路２４が設けられている。内部流路２４は、外輪５１を貫通し、内輪５０と外輪５１との間の環状空間（転動体５２が配置される空間）に連通している。この環状空間には、内部流路２４を介して供給された潤滑油が充満している。
幾つかの実施形態では、内輪５０と外輪５１との間の環状空間からの潤滑油の漏洩を防ぐために、シールリング（５６Ａ，５６Ｂ）が設けられる。図５に示す例示的な実施形態では、シールリング５６Ａ及びこれに隣接するスペーサリング５７Ａが、軸受箱２１と、軸受箱２１に取り付けられたシール押え板５８Ａとの間に挟持される。一方、シールリング５６Ｂ及びこれに隣接するスペーサリング５７Ｂは、外輪押え板５５と、外輪押え板５５に取り付けられたシール押え板５８Ｂとの間に挟持される。
なお、スペーサリング（５７Ａ，５７Ｂ）は、シールリング（５６Ａ，５６Ｂ）との接触により内輪押えリング（５３Ａ，５３Ｂ）が摩耗した場合に備えて、シール性を回復するために設けられている。すなわち、内輪押えリング（５３Ａ，５３Ｂ）が摩耗してシール性が低下したら、シールリング（５６Ａ，５６Ｂ）とスペーサリング（５７Ａ，５７Ｂ）との位置を入れ替えることで、シールリング（５６Ａ，５６Ｂ）の内輪押えリング（５３Ａ，５３Ｂ）への当接位置を変えてシール性を回復可能である。
【００４１】
幾つかの実施形態では、第２軸受２２は、図６に示すように、回転シャフト６の外周に嵌装される内輪６０、軸受箱２３の内周に嵌装される外輪６１、および、内輪６０と外輪６１との間に設けられる転動体６２を含んで構成される。なお、内輪６０、外輪６１及び軸受箱２３は、いずれも、周方向に連続したリング状であり、所謂シームレス構造である。
図６に示す例示的な実施形態では、第２軸受２２は、転動体６２が円錐ころであるテーパころ軸受である。なお、テーパころ軸受は、軸方向の荷重（スラスト荷重）を受けるように設計されており、“スラストフリー軸受”ではない。
【００４２】
また、図６に示す例示的な実施形態では、第２軸受２２の内輪６０の両側には、一対の内輪押えリング（６３Ａ，６３Ｂ）が設けられる。すなわち、内輪６０は、ハブ４に近い側に位置する第３内輪押えリング６３Ａと、ハブ４から遠い側に位置する第４内輪押えリング６３Ｂとの間に挟まれるように配置される。
第３内輪押えリング６３Ａは、回転シャフト６に設けられた第２段差６Ｂに当接するように回転シャフト６に嵌装される。また、第４内輪押えリング６３Ｂを挟んで内輪６０とは反対側には、回転シャフト６の外周に形成された雄ねじに螺合する雌ねじを有する押えナット６４が配置される。そのため、内輪６０は、第４内輪押えリング６３Ｂを介して内輪６０に伝わる押えナット６４の締め付け力によって、第２段差６Ｂに当接した第３内輪押えリング６３Ａ側に押し付けられ、内輪６０の軸方向位置が規制されるようになっている。なお、押えナット６４による締め付け力の代わりに、例えばシュリンクディスクによる締め付け力を利用して内輪６０の軸方向位置を規制してもよい。
一方、第２軸受２２の外輪６１は、回転シャフト６の外周面に沿って軸受箱２３から径方向内方に突出するように凸部２３Ａと、軸受箱２３に取り付けられる外輪押え板６５とで挟まれることで軸方向位置が規制されるようになっている。なお、外輪６１は、断面形状が台形である一対の環状ピース（６１Ａ，６１Ｂ）と、環状ピース６１Ａ，６１Ｂ間に設けられる中間ピース６１Ｃとで構成されていてもよい。
【００４３】
第２軸受２２の軸受箱２３には、第２軸受２２における内輪６０又は外輪６１と転動体６２との間の転がり接触面に潤滑油を供給するための内部流路２６が設けられている。内部流路２６は、外輪６１を貫通し、内輪６０と外輪６１との間の環状空間（転動体６２が配置される空間）に連通している。この環状空間には、内部流路２６を介して供給された潤滑油が充満している。
幾つかの実施形態では、内輪６０と外輪６１との間の環状空間からの潤滑油の漏洩を防ぐために、シールリング（６６Ａ，６６Ｂ）が設けられる。図６に示す例示的な実施形態では、シールリング６６Ａ及びスペーサリング６７Ａが、軸受箱２３と、軸受箱２３に取り付けられたシール押え板６８Ａとの間に挟持される。一方、シールリング６６Ｂ及びスペーサリング６７Ｂは、外輪押え板６５と、外輪押え板６５に取り付けられたシール押え板６８Ｂとの間に挟持される。
なお、スペーサリング（６７Ａ，６７Ｂ）は、シールリング（６６Ａ，６６Ｂ）との接触により内輪押えリング（６３Ａ，６３Ｂ）が摩耗した場合に備えて、シール性を回復するために設けられている。すなわち、内輪押えリング（６３Ａ，６３Ｂ）が摩耗してシール性が低下したら、シールリング（６６Ａ，６６Ｂ）とスペーサリング（６７Ａ，６７Ｂ）との位置を入れ替えることで、シールリング（６６Ａ，６６Ｂ）の内輪押えリング（６３Ａ，６３Ｂ）への当接位置を変えてシール性を回復可能である。
【００４４】
幾つかの実施形態では、上記構成の軸系を組み立てる際、回転シャフト６を鉛直方向に沿って直立させた状態で回転シャフト６への第１軸受２０及び第２軸受２２の組付けを行う。幾つかの実施形態に係る軸系の組立て方法を概説すれば、次のとおりである。
すなわち、直立した回転シャフト６が第１軸受（ここで言う“第１軸受”とは、第１軸受２０だけでなく軸受箱２１も含めた軸受ユニット全体を指す。）に挿通されるように、第１軸受を第１取付位置まで回転シャフト６に対して相対移動させる。そして、第１軸受を下方から支えて第１取付位置に保持した状態で、第１軸受を回転シャフト６に組み付ける。さらに、第１軸受が第１取付位置に保持された状態で、第１軸受から上方にスペーサ（例えば、図８（ａ）〜（ｃ）に示すスペーサ７０）が延びるように、該スペーサの下端部を第１軸受に固定する。続いて、直立した回転シャフト６が第２軸受（ここで言う“第２軸受”とは、第２軸受２２だけでなく軸受箱２３も含めた軸受ユニット全体を指す。）に挿通され、且つ、第２軸受がスペーサの上端部に当接するように、第２軸受を第２取付位置まで回転シャフト６に対して相対移動させる。この後、第２軸受をスペーサの上端部に固定する。最後に、スペーサの上端部に第２軸受が固定された状態で、第２取付位置において第２軸受を回転シャフト６に組み付ける。
【００４５】
以下、一実施形態に係る軸系の組立て方法について詳述する。図７（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態における回転シャフト６への第１軸受２０の組付け手順を示す図である。図８（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態におけるスペーサ７０の第１軸受２０への固定手順を示す図である。図９は、スペーサ７０と第１軸受２０との間のインロー嵌合部を示す図である。図１０（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態における回転シャフト６への第２軸受２２の組付け手順を示す図である。図１１は、スペーサ７０と第２軸受２２との間のインロー嵌合部を示す図である。
【００４６】
まず、図７（ａ）に示すように、回転シャフト６を直立させた状態で、第１軸受２０の内輪５０を回転シャフト６の外周に嵌装する。幾つかの実施形態では、第１内輪押えリング５３Ａ、内輪５０、第２内輪押えリング５３Ｂを回転シャフト６にこの順で嵌装し、押えナット５４を回転シャフト６の外周面に形成された雄ねじ部に螺着する。
具体的には、最初に、回転シャフト６の外周面に設けられた第１段差６Ａに当接するように第１内輪押えリング５３Ａを回転シャフト６の外周に嵌装する。この後、第１内輪押えリング５３Ａに当接するように内輪５０を回転シャフト６の外周に嵌装する。そして、内輪５０を挟んで第１内輪押えリング５３Ａとは反対側から内輪５０に当接するように第２内輪押えリング５３Ｂを回転シャフト６の外周に嵌装する。最後に、第２内輪押えリング５３Ｂを挟んで内輪５０とは反対側から第２内輪押えリング５３Ｂに当接するように押えナット５４を回転シャフト６の雄ねじ部に螺着する。なお、内輪５０、内輪押えリング（５３Ａ，５３Ｂ）及び押えナット５４は、いずれも、直立状態の回転シャフト６の上端部から下端部に向かって下降させ、回転シャフト６への各々の取付位置まで移動させる。
【００４７】
次に、図７（ｂ）に示すように、第１軸受２０の軸受箱２１に外輪５１及び転動体５２を組み付けた第１軸受部品集合体を直立状態の回転シャフト６に沿って下降させ、第１軸受２０の回転シャフト６への取付位置（第１取付位置）まで移動させる。
【００４８】
そして、図７（ｃ）に示すように、第１軸受２０の第１軸受部品集合体（軸受箱２１、外輪５１及び転動体５２の集合体）を下方から支えて、第１軸受部品集合体を第１取付位置に保持する。この位置で、第１軸受部品集合体の外輪５１は、回転シャフト６の外周に嵌装された内輪５０に対向している。幾つかの実施形態では、第１軸受部品集合体を第１取付位置に保持した状態で、外輪押え板５５、シールリング（５６Ａ，５６Ｂ）、スペーサリング（５７Ａ，５７Ｂ）及びシール押え板（５８Ａ，５８Ｂ）を第１軸受部品集合体に取り付ける。こうして、第１軸受２０の回転シャフト６への組付けが完了する。
【００４９】
なお、第１軸受２０はスラストフリー軸受であるから、第２軸受２２の回転シャフト６への組付けが完了して回転シャフト６を略水平の姿勢に戻すまで、引き続き、第１軸受２０を下方から支えて第１取付位置に保持しておく。
【００５０】
また、幾つかの実施形態では、図７（ｃ）に示すように、第１軸受部品集合体を第１取付位置に保持する際、ブレーキディスク２８を介して軸受箱２１を下方から支持する。なお、予め厚さが調整された環状プレート２９をブレーキディスク２８と軸受箱２１との間に介装することで、第１軸受部品集合体の保持位置を調整してもよい。
【００５１】
次に、第１軸受２０から上方にスペーサ７０が延びるように、回転シャフト６に組み付けられた第１軸受２０にスペーサ７０の下端部を固定する。
幾つかの実施形態では、スペーサ７０は、図８（ｃ）に示すように、第１軸受２０側に位置する第１円筒部材７２と、第２軸受２２側に位置する第２円筒部材７４と、第１円筒部材７２及び第２円筒部材７４間に設けられる環状部材７６とを含んで構成される。この場合、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、下方からの支持によって第１取付位置に保持された第１軸受２０の軸受箱２１に第１円筒部材７２を取り付け、さらに第１円筒部材７２に環状部材７６及び第２円筒部材７４を連結する。なお、第１円筒部材７２，第２円筒部材７４及び環状部材７６でスペーサ７０を構成するのは、図１３（ａ）〜（ｃ）を用いて後で詳述するように、スペーサ７０の取り外しを容易に行うためである。
【００５２】
一実施形態では、スペーサ７０（第１円筒部材７２）の下端部を第１軸受２０に固定する際、図９に示すように、スペーサ７０（第１円筒部材７２）の下端部と第１軸受２０の軸受箱２１とをインロー嵌合部７３において嵌合する。すなわち、スペーサ７０（第１円筒部材７２）の下端部に形成された円形の凸部又は凹部と、軸受箱２１に形成された円形の凹部又は凸部とが嵌合される。これにより、第１軸受２０は、回転シャフト６の径方向についてスペーサ７０に対して位置決めされる。
【００５３】
続いて、図１０（ａ）に示すように、回転シャフト６を直立させた状態で、第２軸受２２の軸受箱２３を回転シャフト６に沿って下方に移動させ、第２軸受２２の軸受箱２３をスペーサ７０（第２円筒部材７４）の上端部に固定する。これにより、第２軸受２２の回転シャフト６への軸方向の取付位置が第２取付位置に定まる。すなわち、スペーサ７０の長さは、第２軸受２２の回転シャフト６への軸方向の取付位置が第２取付位置に定まるように設定されている。こうして、第１軸受２０が保持されている第１取付位置からスペーサ７０の長さに相当する距離だけ離れた第２取付位置において、回転シャフト６への第２軸受２２の組付けが行われる。
なお、内輪押えリング（６３Ａ，６３Ｂ）のうちハブ４側に位置する第３内輪押えリング６３Ａは、回転シャフト６の外周面に設けられた第２段差６Ｂに当接するように回転シャフト６の外周に予め嵌装しておく。さらに、一対の環状ピース（６１Ａ，６１Ｂ）のうち第１軸受２０側に位置する第１ピース６１Ａを軸受箱２３の内周に嵌装する。
【００５４】
一実施形態では、第２軸受２２の軸受箱２３をスペーサ７０（第２円筒部材７４）の上端部に固定する際、図１１に示すように、スペーサ７０（第２円筒部材７４）の上端部と第２軸受２２の軸受箱２３とがインロー嵌合部７５において嵌合される。すなわち、スペーサ７０（第２円筒部材７４）の上端部に形成された円形の凸部又は凹部と、軸受箱２３に形成された円形の凹部又は凸部とが嵌合する。これにより、第２軸受２２は、回転シャフト６の径方向についてスペーサ７０に対して位置決めされる。
【００５５】
このように、スペーサ７０とのインロー嵌合部（７３，７５）によって、第１軸受２０及び第２軸受２２をそれぞれスペーサ７０に対して径方向に位置決めすることで、第１軸受２０と第２軸受２２の芯合わせが可能となる。
【００５６】
また、図１０（ｂ）に示すように、内輪６０及び転動体６２からなる第２軸受部品集合体を第２取付位置における回転シャフト６の外周面に嵌装するとともに、中間ピース６１Ｃを軸受箱２３に嵌装する。その後、環状ピース（６１Ａ，６１Ｂ）のうち第１軸受２０から遠い側に位置する第２ピース６１Ｂを軸受箱２３に嵌装して、内輪６０と外輪６１との間に転動体６２が設けられた軸受２２が得られる。
また、内輪６０の軸方向位置を規制するために、内輪押えリング（６３Ａ，６３Ｂ）のうちハブ４から遠い側に位置する第４内輪押えリング６３Ｂを回転シャフト６の外周に嵌装し、回転シャフト６の外周面に形成された雄ねじ部に押えナット６４を螺着する。
そして、外輪押え板６５、シールリング（６６Ａ，６６Ｂ）、スペーサリング（６７Ａ，６７Ｂ）及びシール押え板（６８Ａ，６８Ｂ）を軸受箱２３に取り付ける。
【００５７】
こうして、図１０（ｃ）に示すように、第２取付位置における第２軸受２２の回転シャフト６への組付けが完了する。この後、第１軸受２０及び第２軸受２２が組み付けられた回転シャフト６を略水平の姿勢に戻す。なお、第２軸受２２はスラスト荷重を受けるように設計されているから、第２軸受２２を回転シャフト６に組み付けた後、第１軸受２０の下方からの支持は不要になる。
【００５８】
次に、第１軸受２０及び第２軸受２２を組み付けた回転シャフト６のナセル３０への設置方法について説明する。
図１２は、第１軸受２０及び第２軸受２２を組み付けた回転シャフト６をナセル３０に設置する様子を示す図である。図１３（ａ）〜（ｃ）は、軸受箱２１，２３からスペーサ７０を取り外す手順を示す図である。
【００５９】
幾つかの実施形態では、スペーサ７０によって連結された第１軸受及び第２軸受（ここで言う“第１軸受”又は“第２軸受”とは、第１軸受２０又は第２軸受２２だけでなく軸受箱２１，２３も含めた軸受ユニット全体を指す。）とともに、回転シャフト６をナセル台板３０Ａに据え付ける。この際、図１２に示すように、スペーサ７０によって軸受箱２１，２３が互いに連結された状態で、回転シャフト６を第１軸受及び第２軸受とともに昇降装置で吊り上げ、ナセル台板３０Ａ上に移動させる。そして、軸受箱２１，２３をナセル台板３０Ａに固定する。
なお、回転シャフト６を昇降装置で吊り上げる際、回転シャフト６の中心線Ｃと水平線Ｈとの間にはチルト角αに相当する角度が形成される。そのため、チルト角αに対応した回転シャフト６の軸方向の分力が第１軸受（スラストフリー軸受）２０に作用してしまい、第１軸受２０が動いてしまったり、第１軸受２０が損傷を受けたりする可能性がある。この点、上述のように、スペーサ７０によって第１軸受２０及び第２軸受２２を連結した状態で回転シャフト６の吊り上げ作業を行うことで、第１軸受２０の位置ズレや損傷を防止できる。
【００６０】
また、一実施形態では、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、回転シャフト６をナセル台板３０Ａに据え付けた後、第１軸受２０の軸受箱２１と第２軸受２２の軸受箱２３とを連結していたスペーサ７０を取り外す。
具体的には、図１３（ａ）に示すように、第１円筒部材７２と第２円筒部材７４との間に設けられていた環状部材７６を取り外し、第１円筒部材７２及び第２円筒部材７４をそれぞれ第１軸受２０と第２軸受２２から離れる方向（図中の矢印参照）に回転シャフト６に沿って動かす。これにより、第１円筒部材７２と軸受箱２１間のインロー嵌合部７３（図９参照）、および、第２円筒部材７４と軸受箱２３間のインロー嵌合部７５（図１１参照）が解除される。この後、図１３（ｂ）に示すように、第１円筒部材７２を構成する一対のハーフシェル７２Ａ，７２Ｂを互いに分離するとともに、第２円筒部材７４を構成する一対のハーフシェル７４Ａ，７４Ｂを互いに分離する。これにより、図１３（ｃ）に示すように、スペーサ７０に覆われていた回転シャフト６が露出する。
なお、環状部材７６を取り外すことによって第１円筒部材７２と第２円筒部材７４との間に形成される隙間Ｇ（環状部材７６の厚さに相当）は、インロー嵌合部７３，７５を解除可能な程度に十分に大きく設定されている。
【００６１】
他の実施形態では、ナセル台板３０Ａへの回転シャフト６の据え付け後においてもスペーサ７０を残留させ、風力発電装置１の運転時において第１軸受２０と第２軸受２２との連結部材としてスペーサ７０を使用する。この場合、スペーサ７０は、第１円筒部材７２、第２円筒部材７４及び環状部材７６を含む構成に替えて、図３及び４に示す連結部材４０をスペーサ７０として用いてもよい。
【００６２】
以上説明したように、上述の実施形態によれば、回転シャフト６を直立した状態で第１軸受２０及び第２軸受２２の組付けを行うので、大径の回転シャフト６であっても、軸受組み付け作業を効率的に進めることができる。また、直立した回転シャフト６に第１軸受（スラストフリー軸受）２０を組み付ける際、第１軸受２０を下方から支えて第１取付位置に保持することで、第１軸受２０の回転シャフト６への組付け作業を高精度に行うことができる。さらに、第１取付位置に保持された第１軸受２０に下端部が固定されたスペーサ７０の上端部に第２軸受２２を固定し、第２軸受２２を第２取付位置にて回転シャフト６に組み付けるため、第１軸受２０に対する第２軸受２２の相対的な軸方向位置が高精度に定まる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。
【００６４】
例えば、上述の実施形態では、第１軸受２０の軸受箱２１と第２軸受２２の軸受箱２３とが連結部材４０によって連結されるが、連結部材４０に替えて、又は、連結部材４０に加えて、軸受箱２１，２３間を連結フレームで連結してもよい。
図１４は、軸受箱２１，２３間を連結フレームを備えた風力発電装置のナセル内部構造を示す斜視図である。同図に示すように、連結フレーム８０は、回転シャフト６の上方に設けられて軸受箱２１，２３の上部同士を連結するとともにクレーン等の部品昇降機構の取付部８３を有する連結板部８２と、回転シャフト６の両側において連結板部８２をナセル台板３０Ａに支持する一対のサポート部８４とを含んでいてもよい。これにより、軸受箱２１，２３の上部同士を連結板部８２によって連結して軸受２０，２２間の同心維持に寄与できるだけでなく、連結板部８２に設けられた取付部８３に部品昇降機構を取り付ける場合においても部品昇降機構の荷重をサポート部８４によって支えることができる。
なお、取付部８３は、部品昇降機構としてのクレーンのジブを任意の締結部材を用いて固定可能に構成されていてもよい。また、サポート部８４は、図１４に示すように、作業員が昇降する際の階段としても機能するようになっていてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１              風力発電装置
２              ブレード
３              ロータ
４              ハブ
５              ハブカバー
６              回転シャフト
６Ａ            第１段差
６Ｂ            第２段差
８              タワー
１０            ドライブトレイン
１２            油圧ポンプ
１３            高圧油ライン
１４            油圧モータ
１５            低圧油ライン
１６            発電機
２０            第１軸受
２１            軸受箱
２２            第２軸受
２３            軸受箱
２４            内部流路
２６            内部流路
２７            ブレーキキャリパ
２８            ブレーキディスク
３０            ナセル
３０Ａ          ナセル台板
３０Ｂ          ナセルカバー
３０Ｃ          ナセルフレーム
４０            連結部材
４２            切欠き
４６            機器設置台
５０            内輪
５１            外輪
５２            転動体
５３Ａ          第１内輪押えリング
５３Ｂ          第２内輪押えリング
５４            押えナット
５５            外輪押え板
５６Ａ，５６Ｂ  シールリング
５７Ａ，５７Ｂ  スペーサリング
５８Ａ，５８Ｂ  シール押え板
６０            内輪
６１            外輪
６２            転動体
６３Ａ          第３内輪押えリング
６３Ｂ          第４内輪押えリング
６４            押えナット
６５            外輪押え板
６６Ａ，６６Ｂ  シールリング
６７Ａ，６７Ｂ  スペーサリング
６８Ａ，６８Ｂ  シール押え板
７０            スペーサ
７２            第１円筒部材
７３            インロー嵌合部
７４            第２円筒部材
７５            インロー嵌合部
７６            環状部材
８０            連結フレーム
８２            連結板部
８４            サポート部
【図１】
0005615465.tif 000002
【図２】
0005615465.tif 000003
【図３】
0005615465.tif 000004
【図４】
0005615465.tif 000005
【図５】
0005615465.tif 000006
【図６】
0005615465.tif 000007
【図７】
0005615465.tif 000008
【図８】
0005615465.tif 000009
【図９】
0005615465.tif 000010
【図１０】
0005615465.tif 000011
【図１１】
0005615465.tif 000012
【図１２】
0005615465.tif 000013
【図１３】
0005615465.tif 000014
【図１４】
0005615465.tif 000015